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温度测量的基本概念
温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。

 

一、华氏温标

 

华氏温标（ºF）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每第分为报氏1度，符号为ºF。

 

二、摄氏温度

 

摄氏温度（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每第分为报氏1度，符号为℃。

 

摄氏温度值t和华低温度值tF有如下关系：

 

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三、热力学温标

 

热力学温标又称开尔文温标，或称**温标，它规定分子运动停止时的温度为**零度，记符号为K。

 

四、国际实用温标

 

国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接近，而且复现精度高，使用方便。目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标—1975年修订版》，记为：IPTS—68（Rev—75）。但由于IPTS—68温示存在一定的不足，国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过了1990年国际温标ITS—90，ITS—90温标替代IPTS—68。我国自1994年1月1日起**实施ITS—90国际温标。

 

1990年国际温标（ITS—90）简介如下。

 

1、温度单位

 

热力学温度（符号为T）是基本功手物理量，它的单位为开尔文（符号为K），定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。由于以前的温标定义中，使用了与273.15K（冰点）的差值来表示温度，因此现在仍保留这各方法。用这种方法表示的热力学温度称为摄氏温度，答号为t，定义为：

 

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式中：t/℃--分子为摄氏温度，分母为摄氏温度的单位；T/K—分子为开尔文温度，分母为开尔文温度的单位。

 

根据定义，摄氏度的大小等于开尔文，温差亦可以用摄氏度或开尔文来表示。

 

国际温标ITS—90同时定义国际开尔文温度（符号为T90）和国际摄氏温度（符号为t90）。T90和t90之间的关系与T和t一样，即：

 

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它们的单位及符号热力学温度T和摄氏温度t一样。

 

2、国际温标ITS—90的通则

 

ITS—90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的*高温度。ITS—90是这样制订的，即在全量程中，任何温度的T90值非常接近于温标采纳时T的*佳估计值，与直接测量热力学温度相比，T90的测量要方便得多，而且更为精密，并具有很高的复现性。

 

3、ITS—90的定义

 

温区为0.65K到5.00K之间， T90由3He和4He的蒸气压与温度的关系式来定义。

 

**温区为3.0K到氖三相点(24.5661K)之间T90是用氦气体温度计来定义，

 

**温区为平衡氢三相点(13.8033K)到银的凝固点(961.78℃)之间，T90是由铂电阻温度计来定义.它使用一组规定的定义固定点及利用规定的内插法来分度，

 

银凝固点(961.78℃)以上的温区，T90是按普朗克辐射定律来定义的，复现仪器为光学高温计，

 

ITS—90的定义固定点共17个，列于表

 

表 ITS—90定义固定点

 

序号

国际实用温标规定值

物质

状态

T90/K

t90/℃

1 3～5  -270.15~-268.15 He 蒸气压点(V)
2 13.8033 -259.3467 e-H2 三相点(T)
3 ～17 ~-256.15 e-H2 或(He) 蒸气压点(V)(或气体温度计)(G)
4 ～20.3 ~-252.85 e-H2 或(He) 蒸气压点(V)(或气体温度计)(G)
5 24.5561 ~248.5939 Ne 三相点(T)
6 54.3584 ~-218.7916 O2 三相点(T)
7 83.8058 -189.3442 Ar 三相点(T)
8 234.3158 -38.8344 Hg 三相点(T)
9 273.16 0.01 H2O 三相点(T)
10 302.9146 29.7646 Ga  熔点(M)
11 429.7485 156.5985 In 凝固定(F)
12 505.078 231.928 Sn 凝固定(F)
13 692.677 419.527 Zn 凝固定(F)
14 933.473 660.323 Al 凝固定(F)
15 1234.93 961.78 Ag 凝固定(F)
16 1337.33 1064.18 Au 凝固定(F)
17 1357.77 1084.62 Cu 凝固定(F)

 

注：1、除3He外，其他物质均为自然同位素成分， e-H2为正、促分子态处于平衡浓度的氢。

 

     2、对于这些不同状态的定义，以及关复现这些不同状态的建议，可参“ITS—90补充资料”。

 

表中各符号的含义为：V—蒸气压点；T—三相点，在此温度下，固、液和蒸气相呈平衡；C—气体温度计；M、F—熔点和凝固点，在101325Pa压力下，固、液相的平衡温度。

                                                                                   (上海群特公司整理)

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